El intercambio de carbono entre los diferentes componentes del planeta resulta uno de los procesos clave para la estabilidad climática. Durante los últimos 800.000 años, los niveles de dióxido de carbono atmosférico variaron en respuesta a los períodos de glaciaciones e interglaciaciones, según los registros científicos, lo que refleja un delicado equilibrio entre los ciclos terrestre y oceánico.
Tradicionalmente, los expertos consideraron que los océanos, en particular el océano Antártico, desempeñaron el papel principal en la regulación del CO₂ atmosférico. Sin embargo, nuevas investigaciones ponen el foco en los aportes terrestres del norte planetario.
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Un estudio publicado en la revista Science Advances demuestra que el deshielo de permafrost en las regiones situadas al norte del trópico de Cáncer contribuyó de forma notable al aumento del CO₂ tras la última glaciación. Los resultados permiten repensar la dinámica de emisiones y capturas de carbono a lo largo de los últimos milenios y aportan una base para entender los riesgos actuales relacionados con el aumento en la atmósfera de gases de efecto invernadero, el calentamiento global y el cambio climático.
Las grandes transferencias de carbono entre tierra y atmósfera
El almacenamiento de carbono en el permafrost actúa como un gran reservorio natural: cuando el mineral permanece fijado en estos suelos permanentemente congelados o en la biomasa vegetal, no ingresa a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. Así, el planeta sostiene durante siglos o milenios una relativa estabilidad climática. La liberación o retención de este carbono influye en la temperatura global y en los equilibrios de gases de efecto invernadero, no solo en el contexto de las emisiones actuales, sino también en la dinámica natural del clima a lo largo de la historia de la Tierra.
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El estudio revela que el deshielo del permafrost tras el último período de glaciación provocó emisiones masivas de carbono. Según Amelie Lindgren, investigadora en ciencias de los ecosistemas de la Universidad de Gotemburgo, “hemos concluido que las tierras al norte del trópico de Cáncer, a 23,5 grados de latitud norte, emitieron una gran cantidad de carbono cuando la temperatura media aumentó en el hemisferio norte tras nuestra última glaciación. Estimamos que este intercambio de carbono podría haber explicado casi la mitad del aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.”
Durante el último máximo glacial, principalmente hace unos 21.000 años, el carbono se acumuló bajo la superficie a medida que la vegetación quedaba atrapada por el frío, protegida por capas de polvo llamadas loess. Las bajas temperaturas y la presencia de permafrost favorecieron la preservación de este carbono, que de otro modo habría vuelto gradualmente a la atmósfera por la descomposición.
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El estudio indica que entre 17.000 y 11.000 años atrás, el aumento de las temperaturas a nivel global desencadenó la pérdida progresiva de suelo congelado y la liberación acelerada de CO₂ al aire. Los núcleos de hielo analizados muestran que en ese periodo, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera aumentó de 180 a 270 partes por millón, lo que significa que por cada millón de moléculas de aire, 270 correspondían a CO₂ al final del proceso.
Este incremento representa una subida de aproximadamente un 50% en la cantidad de dióxido de carbono atmosférico, lo que refleja un calentamiento natural de gran magnitud entre el máximo glacial y el inicio del período interglacial.
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No obstante, tras este salto, el carbono atmosférico no continuó con el mismo ritmo de aumento: a pesar del deshielo prolongado, la expansión de turberas durante ese período actuó como un sumidero relevante. Lindgren señala que “con el tiempo, su absorción compensó las emisiones generadas por el permafrost”.
Reconstrucción de biomas y modelos climáticos
Para cuantificar estos procesos, el equipo utilizó una combinación de análisis de polen fósil y simulaciones de modelos climáticos avanzados. El enfoque consistió en comparar la vegetación y las condiciones ambientales cada 1.000 años desde el máximo de la última glaciación (21.000 años antes del presente) hasta la época preindustrial.
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Lindgren explicó: “Hemos optado por tomar una instantánea cada mil años. Una vez que sepamos qué tipo de vegetación prevalecía, podremos estimar la cantidad de carbono almacenado en el suelo. De esta manera, podremos modelar cómo se ha comportado el intercambio de carbono entre el suelo y la atmósfera desde la última glaciación.”
Para ello, los científicos emplearon datos de biomas actuales como analogías de los ecosistemas pasados, e integraron información paleoclimática con inteligencia artificial para mapear probabilísticamente la distribución de vegetación y carbono en cada época. Los resultados permiten reconstruir con alta resolución los cambios en los grandes depósitos de carbono, especialmente en regiones de permafrost y loess de Eurasia, China y América del Norte.
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El análisis incluyó no solo la estimación de pérdidas, sino también de ganancias de carbono en diferentes sistemas terrestres como las turberas, los suelos minerales y los depósitos subglaciares, calculando transferencias y variaciones con métodos estadísticos ajustados para cada ambiente.
Aplicaciones y relevancia de los resultados
La dinámica descrita en el estudio aporta evidencias sobre la capacidad de los terrenos del norte para actuar tanto como fuente como sumidero de carbono. Los autores señalan que este conocimiento resulta clave para comprender el presente: la acción humana interrumpió el ciclo natural del carbono hace 250 años mediante la quema de combustibles fósiles. Desde el inicio de la Revolución Industrial, los niveles de CO₂ pasaron de 280 a 420 partes por millón.
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Lindgren advierte que el panorama futuro es más complejo, ya que las condiciones que antes permitieron secuestrar carbono (crecimiento de turberas y nuevas tierras expuestas) no se replicarán de la misma manera debido al ascenso del nivel del mar y a la reducción del espacio disponible para almacenar el carbono liberado. “Es difícil prever dónde almacenaremos el carbono que se liberará”, subraya Lindgren.
La investigación concluye que los cambios masivos de carbono terrestre influyeron profundamente en el clima histórico, y que el futuro dependerá de cómo se gestionen estos grandes reservorios en la actual situación de calentamiento global y deshielo constante.
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